フォトダイオードとADCを使用した光レベルの測定


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ATMega168のADCを介してフォトダイオードを使用して光レベルを測定しようとしています。マイクロコントローラーコードは適切に機能しています(ピンの値を測定し、それをLEDの明るさとして報告します)が、フォトダイオードが光レベルに依存する電圧を報告するのに問題があります。

オペアンプ(ここ)でこれを達成できると思いますが、可能であればオペアンプなしでこれを実行できるようにしたいと思います。5ボルトの電源があり、フォトダイオードに0から5ボルトの値を出力させたいのですが。この目的のためにアンプを必要としない巧妙な回路はありますか?この目的のためにフォトダイオードを使用する方法を知りたいので、この質問をしています(LDRを使用したくない)。ありがとう!

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そうそう、これが私が使っているフォトダイオードのデータシートです。

回答:


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重要なお知らせこれはIRダイオードですDaylight blocking filter matched with 870 nm to 950 nm emitters。IRフォトダイオードは通常、不透明な黒色のパッケージですが、可視光フォトダイオードは透明なパッケージです。目の感度曲線でフォトダイオード(フォトトランジスターはさらに感度が高い)を探すことができます。ここでオスラムのSFH3410を使用したことを覚えています。

次に、朗報です。フォトダイオードまたはフォトトランジスタが電流源として機能するため、電流を電圧に変換するには直列抵抗で十分です。データシートでは、図3のグラフが必要です。逆電流は1uAと100 Aの間で変化します。10k の直列抵抗はこれを10mV-1Vに変換します。これを増やしてより高い電圧を得ることができます。5Vの全範囲を達成するには、光レベルと抵抗値を実験する必要があります。また、ADCの入力インピーダンスは測定抵抗と並列であるため、感度が低下することにも注意してください。 μ

以下のグラフは、SFH3410のデータシートからのものです。少なくとも0.5Vのが必要であることを覚えている場合(右のグラフ)、5V電源からの出力は4.5Vに制限されます。 VCE

代替テキスト


参考資料
SFH3410アプリケーションノート


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これは光伝導モードです。OPのリンクで説明されている太陽光発電、基本的には開回路も使用できます。比較的大きな順方向バイアスが注入されたキャリアを「掃引」するため、光伝導性はより速くなりますが、ノイズも大きくなります。
tyblu

私はこれがうまくいくかどうか確信がありません。これらのフォトダイオードは非常に敏感ですが、100uAを持っている場合は、たくさんの光があります。何を測定するのも難しいでしょうが、nAの範囲はどうでしょう。
フランク

@フランク-室内の光測定にSFH3410を使用しました。10ルクスはすでに非常に薄暗い部屋で、1000ルクスは非常に明るい部屋です。(月光:1ルクス、明るい夏の日の直射日光:100 000ルクス。)nA範囲の場合、測定値が少ないだけでなく、ほとんど表示されません:-)
stevenvh

@フランク-ところで、私はセンサーを一定光PID制御システムに使用しましたが、これはたまたま製品管理に必要な5〜1000ルクスの範囲で完全に機能しました。
stevenvh 2011
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